JP2005338675A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 胴内排紙型の画像形成装置において、装置内部で発生するオゾンを除去するフィルタの使用可能期間を長くしたい。また、多量に画像を形成した場合に排紙トレイ周辺部が高温になり、樹脂部品が変形してしまう。
【解決手段】 排気ダクト７３の上流側開口部を、胴内排紙トレイ１５近傍と定着部６近傍の２箇所の熱気発生部および画像形成部５近傍のオゾン発生部の３箇所に設ける。排気ダクト７３内の画像形成部近傍にオゾン除去フィルタ、下流端側開口部近傍に排気ファンを設ける。フィルタに除去されなかったオゾンは、用紙から発生した水分を含む熱気発生部からの数十〜約２００℃の空気と混合されることにより、分解される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気中のオゾンを除去する機構を備えた画像形成装置に関するものである。

現在一般的に用いられている画像形成装置の多くは、感光体を一様に帯電させるステップ、感光体に露光して静電潜像を形成するステップ、静電潜像にトナーを付着させて現像するステップ、トナー像を用紙に転写するステップ、用紙に転写したトナー像に熱および圧力を加えて定着させるステップを経て用紙上に画像を形成させる、電子写真方式を用いるものである。

この電子写真方式における環境衛生上の問題として、感光体を一様に帯電させるステップにおいて用いられるコロナ放電器が大気中の酸素分子をイオン化して発生するオゾンが挙げられる。オゾンは臭気を有し、その濃度限度が環境規格で規定されているため、装置外に排出する際に除去または分解により処理しなければならない。

このオゾンを処理する手段を備える画像形成装置として、特許文献１では装置内のダクトに光源、オゾン除去フィルタおよびファンを設け、光源によりオゾンを光分解し、光分解されなかったオゾンをファンで吸引しオゾンフィルタで除去し、オゾンが除去された空気を装置外に排出するものが提案されている。

また、特許文献２では定着ローラ（定着器）のヒータで熱せられたヒートパイプをダクト（オゾン除去装置筐体）内に挿入して、オゾンを熱分解するもの、特許文献３ではダクトを通過する空気流に水分を供給する水蒸気発生手段を設け、オゾンを含む空気を水蒸気中を通過させることによりオゾンを分解するものが提案されている。

また電子写真方式を用いる画像形成装置においては、用紙に転写したトナー像を２００℃前後の熱を加えて定着させるため、排出トレイに排出されたばかりの用紙は熱を帯びている。画像形成装置本体に設けた凹部、いわゆる胴内に用紙を排出する画像形成装置において一度に大量の画像を形成した場合、高温の用紙束が胴内の排出トレイ上に排出されることとなり、胴内の雰囲気温度が上昇し、樹脂部品が変形することがある。そのため、胴内の熱気を装置外に積極的に排出することで、胴内の雰囲気温度が上昇しすぎないようにファンが設けられている。また、画像形成装置内部も定着ローラのヒータにより雰囲気温度が上昇するため同様に、雰囲気温度が上昇しすぎないようにファンが設けられている。
特開平９−１３８６１９号公報（第６、７頁、図４） 特開平２−７４９６２号公報（第３頁、第１図） 特開平３−９１７７７号公報（第３、４頁、第１図）

特許文献１、特許文献２および特許文献３のように光源やヒートパイプ、水蒸気発生手段といったオゾンを分解するための追加の手段を設けたのでは、画像形成装置の大型化につながり、また、追加の手段に関する費用が発生することとなる。

そこで、本発明では、胴内排紙部や定着部のような熱気発生部で発生した熱気を排出するために設けたダクトとファンにフィルタを組み合わせて、装置内部で発生したオゾンを効率よく処理することができるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の画像形成装置では、トナー像を形成する画像形成ユニットと、熱気発生部とを備える画像形成装置であって、前記画像形成ユニットの帯電器近傍および前記熱気発生部から空気を吸引するダクトを設け、このダクト内の前記帯電器からの空気が通る箇所にオゾン除去機能を有するフィルタを配置する構成とする。

また、本発明の画像形成装置では、前記帯電器からの空気と前記熱気発生部からの空気は前記ダクトの途中で合流するものであり、この合流部と帯電器の間に前記フィルタを配置するものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記帯電器からの空気と前記熱気発生部からの空気は前記ダクトの途中で合流するものであり、この合流部の下流に前記フィルタを配置するものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記熱気発生部は、画像形成装置本体内の胴内排紙部および／または定着部であるものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記ダクト内の前記合流部の下流に排気ファンを設けるものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記ダクト内の前記合流部の下流かつ前記フィルタの上流に排気ファンを設けるものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記ダクトが前記合流部の下流で屈曲しているものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記ダクト内部の前記合流部の下流にオリフィス部を設けるものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記ダクトは単一の排気ファンにより空気を吸引するものであり、前記帯電器近傍からの吸気口および前記熱気発生部からの吸気口がいずれも前記排気ファンに対面するものとする。

本発明による画像形成装置は、画像形成ユニットの帯電器近傍および熱気発生部から空気を吸引するダクトを設けるため、帯電器から発生したオゾンを含む帯電器近傍の空気と熱気発生部から発生した数十〜約２００℃の空気とを混合することとなり、追加のオゾン分解手段を設けなくても、オゾンを熱分解し、空気中のオゾン量を減少させることができる。

また、本発明によれば、帯電器からの空気と熱気発生部からの空気とはダクトの途中で合流するものであり、この合流部と帯電器の間にオゾン除去機能を有するフィルタを配置するため、熱気発生部からの塵や低分子有機物などにより汚れた空気がフィルタを通過せず、フィルタのオゾン除去性能の低下を避けることができる。また、フィルタで除去しきれなかったオゾンを熱気発生部からの空気により分解することができるため、性能の低い安価なフィルタを用いても画像形成装置から排出される空気から十分にオゾン量を減らすことができる。

また、本発明によれば、帯電器からの空気と熱気発生部からの空気とはダクトの途中で合流し、この合流部の下流にフィルタを配置するため、帯電器からのオゾンを含む空気と熱気発生部からの空気を混合することとなり、オゾンが熱分解され、オゾン量が減少した空気がフィルタを通過する。これにより、フィルタの劣化が進みにくくなるため、フィルタの使用可能期間を長くすること、または性能の低い安価なフィルタを用いることができる。

また、本発明によれば、熱気発生部は、画像形成装置本体内の胴内排紙部および／または定着部であるものとするため、熱気発生部からの空気には用紙から発生した水分が含まれており、この水分によってもオゾンが分解され、空気中のオゾン量をさらに減らすことができる。

また、本発明によれば、ダクト内の前記合流部の下流に排気ファンを設けるため、オゾンを含む空気と熱気発生部からの空気を排気ファンにより混合することができ、オゾンの分解を促進することができる。

また、本発明によれば、ダクト内の合流部の下流かつフィルタの上流に排気ファンを設けるため、ファンで混合することによりオゾンが分解され、オゾン量の減少した空気がフィルタを通過することとなる。これにより、フィルタの使用可能期間を長くすることまたは性能の低い安価なフィルタを用いることができる。

また、本発明によれば、前記ダクトが前記合流部の下流で屈曲しているものとするため、屈曲部で空気の流れが乱れ、オゾンを含む空気と熱気発生部からの空気とが混合されやすく、オゾンの分解をさらに促進することができる。

また、本発明によれば、ダクト内部の合流部の下流にオリフィス部を設けるものとするため、オリフィス部で空気の流れが乱れ、オゾンを含む空気と熱気発生部からの空気とが混合されやすく、オゾンの分解をさらに促進することができる。

また、本発明によれば、ダクトは単一の排気ファンにより空気を吸引するものであり、帯電器近傍からの吸気口および熱気発生部からの吸気口がいずれも排気ファンに対面するため、熱気が冷める前にオゾンを含む空気と混合することができ、オゾンの分解を促進することができる。また、ダクトの形状を単純なものとすることができるため、安価なダクトを用いることおよび製造の手間を簡素化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装置の第１実施形態に係る複写機の概略構成図である。本体ハウジング１は、上ハウジング１１と下ハウジング１３と、その間に位置する連結ハウジング１２とを有し、上ハウジング１１の上には押さえ蓋２が載置される。押さえ蓋２は紙面の奥側を押さえ蓋開閉支点として開閉自在に取り付けられている。

上ハウジングに１１は露光部３および複写機の動作を制御する制御部９が内蔵されている。露光部３は、露光ランプ３１、透明ガラス製プラテン３２、第１のミラー３３、第２のミラー３４、第３のミラー３５、集光レンズ３６およびイメージセンサ（例えばライン型のＣＣＤ）３７を備える。露光ランプ３１および第１のミラー３３は第１のキャリッジ３８上に搭載され、第２のミラー３４および第３のミラー３５は第２のキャリッジ（不図示）上に搭載されている。第１のキャリッジ３８はワイヤー３９ａとプーリー３９ｂとプーリー３９ｂの中心と回転軸で連結されたモータ（不図示）からなるキャリッジ駆動装置３９により図中左右方向に移動することができる。

透明ガラス製のプラテン３２上に載置された原稿は、キャリッジ駆動装置３９により移動する第１のキャリッジ３８上の露光ランプ３１からの照射光により露光される。照射光は第１のミラー３３、第２のミラー３４、第３のミラー３５および集光レンズ３６を通じてＣＣＤ３７に到達して光電変換処理を経て電気信号となるように読み取られる。

連結ハウジング１２には排紙口１４および胴内排紙トレイ１５が設けられており、画像が形成された用紙Ｐが排出される。

下ハウジング１３には、給紙部４、画像形成部５および定着部６が内蔵されている。まず給紙部４について説明する。給紙部４は給紙カセット４１、給紙ローラ４２、給紙トレイ４３、給紙ローラ４４および搬送ローラ４５からなる。下ハウジング１３の下部には用紙Ｐが収容された給紙カセット４１が配設され、用紙Ｐはここから給紙ローラ４２により１枚ずつ用紙搬送路４６へ送り出され、搬送ローラ４５によって搬送される。また、下ハウジング１３の左側下部には開閉可能な給紙トレイ４３が備えられており、ここに用紙Ｐを載置しておくことにより、前記と同様に用紙Ｐは給紙ローラ４４により１枚ずつ用紙搬送路４６へ送り出され、搬送ローラ４５によって搬送される。

次に画像形成部５について説明する。画像形成部５は、感光体ドラム５１と、その周囲に配設された帯電器５２、光走査ユニット５３、現像器５４、転写ローラ５５、クリーニング器５６とを備える。感光体ドラム５１は時計回りに回転し、まず帯電器５２により感光体ドラム５１の表面は均一に帯電される。同時に帯電器５２によって空気中の酸素分子がイオン化されてオゾンが発生する。次に、光走査ユニット５３から感光体ドラム５１の表面にレーザ光が照射されて、用紙Ｐに形成される画像の部分又は前記画像以外の部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器５４によって感光体ドラム５１上の静電潜像にトナーが供給され静電潜像が顕像化する。

感光体ドラム５１がさらに回転し、トナー画像が転写ローラ５５と対向する位置に来たときに、それに合わせて、感光体ドラム５１と転写ローラ５５との間に用紙Ｐが搬送されてくる。このとき転写ローラ５５に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム５１上のトナー画像が用紙Ｐ上に転写される。感光体ドラム５１上の転写されなかった残留トナーはクリーニング器５６によって感光体ドラム５１上から除去される。一方トナー画像が転写された用紙Ｐは定着ローラ６１と加圧ローラ６２とが圧接してなる定着部６に搬送され、ここでトナー画像は加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。その後用紙Ｐは排紙口１４を通って胴内排紙トレイ１５に排出される。

本発明の第１実施形態において、本体ハウジング１には２箇所の熱気発生部と１箇所のオゾン発生部がある。胴内排紙トレイ１５には定着部６で加熱された用紙Ｐが積み重ねられ、用紙Ｐが多くなると、周囲の空気および胴内排紙トレイ１５は数十〜約２００℃に達する。定着部６では画像形成時に用紙を加熱しトナー像を約１８０〜約２００℃で定着させるため、定着部６は２００℃以上となり、周囲の空気も約２００℃に達する。ここで、いずれの熱気とも、用紙Ｐから発生した水分を含む。また、画像形成部５の帯電器５２からはオゾンが発生する。

図２の本体ハウジング１内部の上面からの概略図に示すように排気ダクト７３が設けられている。排気ダクト７３の上流側の開口部は３箇所あり、その内２箇所は、連結ハウジング１２の内壁の胴内排紙トレイ１５の近傍に設けられた多数の穴からなる胴内熱気排出口７１ａおよび定着部６の奥側に設けられた機内熱気排出口７１ｂに接続して熱気発生部からの空気を吸引し、残りの１箇所は、画像形成部５近傍の奥側に設けられたオゾン排気口７２に接続してオゾン発生部からの空気を吸引する。また、下流側の開口部は１箇所であり、本体ハウジング１の左側外壁に設けられた排気グリルに接続している。

排気ダクト７３内の、オゾン排気口７２近傍にはオゾン除去機能を有するフィルタ７５が設けられており、下流側開口部近傍にはプロペラファンやシロッコファンなどの排気ファン７４が設けられている。

胴内熱気排出口７１ａおよび機内熱気排出口７１ｂから吸い込まれた熱気は排気ダクト７３を通じて排気ファン７４により本体ハウジング１外部へ排出される。また、帯電器５２から発生したオゾンはオゾン排気口７２から吸い込まれ、フィルタ７５で除去される。フィルタ７５で除去されなかったオゾンを含む空気はダクト７３内の熱気との合流部で水分を含む熱気と混合されることで分解され、オゾン量を環境規格値以下とすることができる。

このように構成することにより、胴内の熱気が胴内熱気排出口７１ａから排気ダクト７３に吸い込まれ、胴内には連結ハウジング１２周辺の室温の空気が入ってくるため、胴内の温度が上がりすぎて連結ハウジング１２を構成する樹脂部品が変形することがなくなる。また、胴内熱気排出口７１ａおよび機内熱気排出口７１ｂから吸い込まれる空気がフィルタ７５を通過しないため、この空気に含まれる紙粉などの塵や、シリコンオリゴマー、スチレンなどの低分子有機物がフィルタ７５に付着することによるフィルタ７５のオゾン除去性能の低下を避けることができる。

また、この水分を含む熱気と混合されることにより、フィルタ７５で除去できなかったオゾンを分解することができるため、熱気とオゾンを含む空気とを混合させない場合と比べてオゾン量が減少し、フィルタ７５の使用可能期間を長くすることができる。または、フィルタ７５を性能の劣る安価なものとすることができる。

図３および図４は本発明の第２実施形態に係る本体ハウジング１の部分概略図および排気ダクト７３の平面図である。第２実施形態において、排気ダクト７３の上流側の開口部は２箇所であり、その内の１箇所が胴内熱気排出口７１ａおよび機内熱気排出口７１ｂに接続し、もう１箇所がオゾン排気口７２に接続している。排気ダクト７３内の下流側開口部近傍にフィルタ７５を設け、また、排気ダクト７３の熱気とオゾンを含む空気の合流部の下流かつフィルタ７５の上流に排気ファン７４が設けられている。

胴内熱気排出口７１ａおよび機内熱気排出口７１ｂから吸い込まれた熱気およびオゾン排気口７２から吸い込まれたオゾンを含む空気は排気ダクト７３の合流部で合流し、排気ファン７４で混合されることでオゾンが分解される。分解されなかったオゾンはフィルタ７５で除去され、オゾン量は基準値以下となる。

このように構成することにより、排気ファン７４により熱気とオゾンを含む空気とが混合され、オゾンの分解がより促進されるため、フィルタ７５の使用可能期間を長くすること、またはフィルタ７５を安価なものとすることができる。また、排気ダクト７３の形状を簡略化でき、安価なダクトを使用することおよび製造時の組み付け作業を簡素化することができる。ここで、胴内熱気排出口７１ａをなくすことにより、胴内に用紙を排出しない画像形成装置においても同様の排気ダクト７３により熱気の排出およびオゾンの処理が可能である。

図５は本発明の第３実施形態に係る排気ダクト７３の平面図である。第３実施形態において、排気ダクト７３は熱気とオゾンを含む空気との合流部の下流の屈曲箇所７６で水平方向に屈曲している。

この屈曲箇所７６により、熱気とオゾンを含む空気の流れが乱れて、混合されやすくなるため、さらにオゾンの分解が促進され、フィルタ７５の使用可能期間を長くすることができる。ここで、屈曲箇所は２箇所より多くても、また、屈曲方向が水平方向でなくても同様の効果が得られる。

図６は本発明の第４実施形態に係る排気ダクト７３の平面図である。第４実施形態において、排気ダクト７３内の熱気とオゾンを含む空気との合流部の下流に、オリフィス７６ａおよび７６ｂからなるオリフィス部７６が設けられている。オリフィス７６ａは排気ダクト７３の中央部だけを空気が流れるようにするものであり、オリフィス７６ｂは排気ダクト７３の中央部を遮り周辺部だけを空気が流れるようにするものである。

このように構成することにより、胴内からの空気と下ハウジング１３からの空気の流れが乱れ、混合されやすくなるため、さらにオゾンの分解が促進されオゾンの総量が減少し、フィルタ７５の使用可能期間を長くすること、またはフィルタ７５を安価なものとすることができる。また、排気ダクト７３の本体ハウジング１内部で占める容積を大きくすることがないため、画像形成装置の大きさに影響を及ぼすことがない。ここで、オリフィス部の形状はここに挙げたものに限られず、空気の流れを乱すようなものであればよい。

図７および図８は本発明の第５実施形態に係る本体ハウジング１の部分概略図および排気ダクト７３の平面図である。第５実施形態において、排気に用いるファンは排気ファン７４の１個だけで、排気ダクト７３内の上流側開口部近傍に設けられており、胴内熱気排出口７１ａ、機内熱気排出口７１ｂおよびオゾン排気口７２はいずれも排気ファン７４に対面する位置である、排気ダクト７３の上流側開口部に接続されている。排気ファン７４はダクト７３の上流側開口部周囲の空気を広範囲に吸い込むようにプロペラファンとしている。排気ダクト７３内の下流側開口部近傍にはフィルタ７５が設けられている。

胴内熱気排出口７１ａおよび機内熱気排出口７１ｂからの熱気とオゾン排気口７２からのオゾンを含む空気は排気ファン７４により混合され、排気ダクト７３内でオゾンが熱と水分により分解され、分解されなかったオゾンはフィルタ７５により除去される。

このように構成することにより、排気ダクト７３の形状を単純な形状とできるため、ダクト７３は安価なものとできる。また、排気ダクト７３の上流側開口部近傍にファン７４を設けたため、熱気が冷める前にオゾンを含む空気と混合され、オゾンの分解効率を高くすることができ、フィルタの使用可能期間を長くすることができる。

本発明に係る画像形成装置に用いられるオゾン処理機構は高温となる部分を有する画像形成装置全般に用いることができる。

第１実施形態に係る複写機の概略構成図。 第１実施形態に係る複写機の概略の平面図。 第２実施形態に係る複写機の部分概略構成図。 第２実施形態に係る排気ダクトの平面図。 第３実施形態に係る排気ダクトの平面図。 第４実施形態に係る排気ダクトの平面図。 第５実施形態に係る複写機の部分概略構成図。 第５実施形態に係る排気ダクトの平面図。

符号の説明

１ 本体ハウジング
５ 画像形成部
１５ 排紙トレイ
７１ａ 胴内排気口
７１ｂ 胴内排気口
７２ 本体内部排気口
７３ 排気ダクト
７４ 排気ファン
７５ オゾン除去フィルタ
７６ 屈曲部
７７ オリフィス部

Claims (9)

1. トナー像を形成する画像形成ユニットと、熱気発生部とを備える画像形成装置であって、前記画像形成ユニットの帯電器近傍および前記熱気発生部から空気を吸引するダクトを設け、このダクト内の前記帯電器からの空気が通る箇所にオゾン除去機能を有するフィルタを配置することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電器からの空気と前記熱気発生部からの空気とは前記ダクトの途中で合流するものであり、この合流部と帯電器との間に前記フィルタを配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電器からの空気と前記熱気発生部からの空気とは前記ダクトの途中で合流するものであり、この合流部の下流に前記フィルタを配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記熱気発生部は、画像形成装置本体内の胴内排紙部および／または定着部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記ダクト内の前記合流部の下流に排気ファンを設けたことを特徴とする請求２または３に記載の画像形成装置。
6. 前記ダクト内の前記合流部の下流かつ前記フィルタの上流に排気ファンを設けることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトが前記合流部の下流で屈曲していることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記ダクト内部の前記合流部の下流にオリフィス部を設けることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記ダクトは単一の排気ファンにより空気を吸引するものであり、前記帯電器近傍からの吸気口および前記熱気発生部からの吸気口がいずれも前記排気ファンに対面することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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